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(一)設計環節
環境工程的專業設計包括“水污染控制工程課程設計”“大氣污染控制工程課程設計”“環境管理課程設計”“環境規劃課程設計”和“畢業設計”。課程設計與畢業設計是培養學生工程實踐能力的關鍵環節,但是農林院校環境工程專業的教師幾乎都沒有到企業進行實際鍛煉的經歷,缺乏現場經驗。像“環境工程原理”課程理論性強,抽象難懂,一般教師在教學中很少給出工程意義上的解釋,致使學生無法進行創新性設計,所以教師在工程實際上的經驗急待提高。其次,課程設計過于理論化,與實際脫節。由于教學內容更新慢,所以制定的畢業設計選題普遍落后、陳舊,存在著大量的綜述性課題,難以體現創新性內涵。最后,課程設計涉及多門課程,但是這些課程之間沒有有效地整合、協調各個設計層次和內容,使得這些課程設計變為了簡單的課程重復。
(二)實習環節
環境工程專業的實習環節包括“認識實習”“金工實習”“生態環境綜合實習”“環境監測與評價綜合實習”“環境工程綜合實習”“環境與市政工程實踐訓練”。首先,環境工程專業的實習基地匱乏,實習基地建設落后于實踐教學需要。由于環境保護工作崗位具有很強的專業性,同時環境工程專業學生的實習無法給實習單位帶來效益,致使實習單位能提供的實習崗位有限[1]。即使允許實習,一般也都不讓學生進行實際動手操作,導致學生走馬觀花式的參觀,難于完成需要跟班操作的“金工實習”等實踐性教學任務。其次,實習經費短缺和實習基地容量的限制,也影響了專業實習的質量。目前按實習學生數下撥的實習經費僅滿足在距離學校較近的地區進行就地實習,對于實習條件好,路途遙遠的異地實習難于安排。2008級環境工程專業目前有65人,所有實習單位都不能一次性提供容納近50人的生產實習場地。由于種種原因,使得環境工程專業的實習只能是流于形式。由于實踐教學環節存在著諸多薄弱地方,所以對農林院校環境工程專業實踐教學環節的改革勢在必行。
二、農林院校環境工程專業實踐教學的改革措施
(一)以設計性實驗開發為切入點推動專業實驗的教學改革
實施滿足學生創新能力培養的綜合性、設計性實驗教學模式是當前高等學校實驗教學改革的方向。《教育部辦公廳關于〈普通高等學校本科教學工作水平評估方案(試行)〉的通知》對于工科院校各專業的實驗有如下要求:A級綜合性、設計性實驗課程應占實驗課程總數的比例≥80%,效果好;C級綜合性、設計性實驗課程應占實驗課程總數的比例達50%~60%,效果較好[2]。設計性實驗是培養學生提高實踐能力的有效途徑。在整個實驗過程中,依據教師給定的實驗目的和要求,從實驗方案設計到實驗器材選擇、實驗過程以及后期實驗數據的獲取和整理等均要求學生獨立完成。綜合性、設計性實驗的開設,改變了傳統的“填鴨式”教學模式,使學生學習的積極性得到有效調動;綜合性、設計性實驗突破了實驗教學總是依賴于課堂理論教學的傳統觀念,開拓了學生的創新能力和實踐能力,形成了工程教育和創新教育相結合、理論教學與實驗教學相依托的創新型人才培養模式。以西北農林科技大學資源環境學院的“水污染控制”“大氣污染控制”“土壤污染控制”“固體廢物處理與處置”實驗為例,根據實驗教學內容形成分析、檢測、評價等多個實驗模塊,分為基礎驗證、綜合設計以及研究創新3個層次的實驗,設計了“區域生態環境質量監測與評價”這個綜合性實驗題目。該實驗主要包括以下兩個方面內容:首先由學生選定某一特定區域后,對其大氣、水、土壤和生物等環境要素的基本情況進行實際監測。之后在對各環境要素進行環境監測的基礎上,結合各環境要素的環境質量標準對所選區域進行現狀評價,見表1。在綜合性、設計性實驗的教學實施過程中,應注意以下原則:①將教師的科研課題引入實驗教學,引導學生對現行的實驗內容進行重新設計,給予學生設立選題的主動權,為他們進實驗室提供寬松的條件,對他們完成每個實驗題目的時間給予宏觀控制。②通過獨立設計監測方案、開展指標監測、完成分析報告、編制環境質量現狀評價報告等環節,培養學生進行文獻檢索、實驗總結、組織協調的能力。③增加復合污染控制實驗方面的內容。例如土壤生物中重金屬污染控制的實驗,應結合鉛、錫、鋅的復合污染現狀,由學生依據所學基本知識結合查閱資料,擬定實驗步驟,老師給予適當指導,學生來進行實際操作。通過綜合性、設計性實驗教學使學生建立了對農業生態環境綜合監測的全面認識;提高了學生的實際動手能力和合作精神;使學生初步掌握了數據處理分析和環境評價的方法。
(二)緊密結合農村生態環境建設的實際提高設計環節的教學質量
為了解決農林院校環境工程專業設計環節指導教師的水平有待進一步提高的問題,西北農林科技大學資源環境學院先后引進了多名具有較強工科背景的碩、博士來校工作。同時送出了部分優秀教師赴國外著名環境工程研究室進行研究和攻讀博士學位,把握國際研究的前沿。學院規定2008級以后的畢業設計必須以工程實驗為背景,要求指導老師必須有一定的科研經費才能具備指導資格,杜絕畢業設計中出現綜述性課題。環境工程專業課程設計計劃的制定既要考慮到農村的生態環境,保證設計內容不重復,又要注意各門課程之間的銜接,有效整合課程設計的層次和內容。
(三)利用影像資料和可視化教學滿足實踐教學的需要
在教學中采用多媒體和網絡化教學方式,充分利用影像資料和可視化教學講解工程案例,可以激發學生學習的興趣。例如將生產過程通過電子仿真技術再現于課堂,使學生在模擬的工業控制鍵盤上對生產的全過程或者個別崗位進行控制,克服以前枯燥理論講解的缺點,使得知識易于被學生接受。模擬操作不需要建造設備,不受實際運行周期的影響,學生不僅可以通過各處理單元熟悉各生產處理過程的常用原理及效果,也可以在仿真操作中反復練習工藝操作過程,強化系統性訓練。特別是可以在人為設置的工藝條件下進行系統開停車、工藝條件的調整、工藝和設備故障的處理等操作,彌補了現場實習中學生動手不足的缺陷。截至2004年,全國高校環境工程專業點達到247個,設置環境工程專業高校的比例也由1977年的0.8%增加到2004年的37.9%,在高校設置的所有專業中進入了前10位[3]。對于農林院校環境工程專業而言,如何在滿足環境工程專業規范的基礎上,注重發展特色性,突出個性,是其辦學之本。因此,對環境工程專業的實踐教學環節進行改革,創新培養計劃,更新實驗內容,加強綜合性、設計性實驗項目,才能盡快地提高本專業的教學質量,從而形成有鮮明教學特色和優勢的實踐教學模式。
作者:強虹梁東麗池勇志單位:黑龍江大學